JP2017103851A - 回転子およびブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】容易な組付け作業によりコギングトルクを低減することができる回転子を提供する。
【解決手段】一対のロータコアのそれぞれには、ホルダ係合部が設けられ、ホルダには、一対のロータコアの一方のロータコアのホルダ係合部に係合する第１のコア係合部と、一対のロータコアの他方のロータコアのホルダ係合部に係合する第２のコア係合部とが設けられ、ホルダの第１のコア係合部と第２のコア係合部とは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている。
【選択図】図７

Description

本発明は、回転子およびブラシレスモータに関する。

電気自動車やハイブリッド自動車に用いられる、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）モータ等のブラシレスモータでは、モータのトルク脈動は騒音や振動の原因となり、かつ、乗り心地を悪くする。トルク脈動の一要因としてコギングトルクが挙げられる。コギングトルクを低減するには、例えば、治具等を用いて、複数の永久磁石を有する各ロータコアをスキュー角に相当する分ずらした位置に固定する。
表面磁石型モータでは、ロータコアの外周側面に永久磁石を、接着剤等を用いて固定する。この構造では、永久磁石の位置決めが難しく、コギングトルクの低減が図り難いうえ、組立作業も煩わしい。

そこで、ロータコア毎に設けられた磁石ホルダにより永久磁石を保持する構造とした回転子が知られている。磁石ホルダは、ロータコアの外周側面に配置された複数の永久磁石を保持する保持機構を有している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−６７０５７号公報

特許文献１に記載された構造は、単に、ロータコアの外周側面に配置された磁石を固定する手段を接着から磁石ホルダに替えたものにすぎない。つまり、ロータコアをスキュー角に相当する分ずらして組付ける磁石ホルダの構造については、何ら示されていない。

本発明の第１の態様によると、回転子は、モータシャフトが挿通される貫通孔および等間隔で配置された複数の磁石を有する少なくとも一対のロータコアと、モータシャフトが挿通される貫通孔を有し、前記一対のロータコアの間に配置されたホルダとを備え、前記一対のロータコアのそれぞれには、ホルダ係合部が設けられ、前記ホルダには、前記一対のロータコアの一方の前記ロータコアの前記ホルダ係合部に係合する第１のコア係合部と、前記一対のロータコアの他方の前記ロータコアの前記ホルダ係合部に係合する第２のコア係合部とが設けられ、前記ホルダの前記第１のコア係合部と前記第２のコア係合部とは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている。
本発明の第２の態様によると、ブラシレスモータは、上記第１の態様の回転子を備えている。

本発明によれば、一対のロータコアをホルダに組付けることでコギングトルクを低減することができ、組付けの効率化を図ることができる。

本発明のブラシレスモータを、電動パワーステアリングモータを例として示す第１の実施形態の外観側面図。 図１に図示されたモータの断面図。 図２に図示された回転子の斜視図。 図３に図示されたホルダの斜視図。 図４に図示されたホルダの保持部を拡大した斜視図。 ロータコアとホルダとにモータシャフトを圧入した状態の斜視図。 図６において、前方側のロータコアを取り除いた図。 図７に図示された回転子に磁石カバーおよびサイドカバーを取り付けた斜視図。 本発明の回転子の第２の実施形態を示す斜視図。 図９に図示された回転子に磁石カバーを取り付けた斜視図。 本発明の回転子の第３の実施形態を示す斜視図。 本発明の回転子の第４の実施形態を示し、（Ａ）はロータコアの模式的正面図、（Ｂ）は斜視図。 本発明の回転子の第５の実施形態を示す斜視図。

−第１の実施形態−
図１〜図８を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、本発明のブラシレスモータを、電動パワーステアリングモータを例として示す第１の実施形態の外観側面図である。
電動パワーステアリング（ＥＰＳ）システムは、ＥＰＳモータ（以下、単にモータという）１００と、ＥＣＵ（Engine Control Unit)と、トルクセンサ等の各種センサを備えている。図１には、モータ１００のみが図示されている。ＥＣＵは、図の右側に取付けられる。
モータ１００は、内部にモータの構成部品が収容されたハウジング２を有する。モータ１００は、回転軸となるモータシャフト６を有している。モータシャフト６の一端はハウジング２から突出しており、この突出した部分にプーリ１が固定されている。プーリ１は、図示はしないが、ベルトによりＥＰＳシステムのギア駆動に連結され、これにより、動力の伝達機構が構成されている。

プーリ１が突出するハウジング２の面とは反対側の面からは、磁極センサ３、Ｕ相ターミナル１７ｕ、Ｖ相ターミナル１７ｖ、Ｗ相ターミナル１７ｗが突出されている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ターミナル１７ｕ、１７ｖ、１７ｗは、不図示のＥＣＵと電気的に接続される。磁極センサ３は、モータ１００の磁極位置を検出する。図示はしないが、ＥＣＵ側には、磁極センサ３からの出力信号の検出部が設けられている。

図２は、図１に図示されたモータの断面図である。
上述したように、モータ１００の中心部にモータシャフト６が配置され、モータシャフト６の一端部、図示の例では左端側の端部にはプーリ１が固定されている。モータシャフト６のハウジング２内における軸方向のほぼ中央部には、回転子、すなわち、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３が設けられている。Ｒロータコア１３の右端部にはサイドカバー１１が設けられている。Ｆロータコア１２およびＲロータコア１３の外周側面には、それぞれ、複数のＦ磁石１２ｍまたは複数のＲ磁石１３ｍが配置されている。Ｆロータコア１２とＲロータコア１３における軸方向の中間部にはホルダ１６が配置されている。Ｆロータコア１２、Ｒロータコア１３およびホルダ１６にはモータシャフト６が圧入されている。第１の実施形態におけるモータ１００は、表面磁石型モータであり、複数のＦ磁石１２ｍおよび複数のＲ磁石１３ｍは、それぞれ、Ｆロータコア１２またはＲロータコア１３の外周側面に配置された状態で、ホルダ１６により保持されている。この構造については、後で詳細に説明する。

Ｆ磁石１２ｍおよびＲ磁石１３ｍの外周部は磁石カバー１５で覆われている。磁石カバー１５は、右側に底部を有し、左側に開口を有する籠状の部材であり、左側の開口縁部は、サイドカバー１１に加締められている。プーリ１とＦロータコア１２との間には、モータシャフト６を回転可能に支えるＦベアリング７が配置されている。モータシャフト６のプーリ１と反対側の端部である他端部側には、モータシャフト６を回転可能に支えるＲベアリング８が配置されている。

Ｆベアリング７は、ハウジング２により支持されている。ハウジング２は、Ｆベアリング７を支持する面と反対側が開口されたほぼ円筒形状を有する。Ｒベアリング８は、ベアリングホルダ９により支持されている。ベアリングホルダ９はハウジング２にベベル型止め輪１０で固定されている。ハウジング２の内部にはステータコア４、すなわち固定子、およびコイル５、すなわち巻線が収容されている。コイル５はステータコア４に巻装されている。コイル５は三相巻線を構成している。ステータコア４は、ハウジング２の内周側に焼嵌めにより固定されている。

ベアリングホルダ９は、ハウジング２における回転子および固定子の軸方向一端側の端面部を構成する。ベアリングホルダ９の外面には、モールド部材により形成されたバスバーモールド１４が固定されている。バスバーモールド１４には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ターミナル１７ｕ、１７ｖ、１７ｗが設けられている。コイル５の出力端はバスバーモールド１４の端子（図示せず）に接続され、最終的には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ターミナル１７ｕ、１７ｖ、１７ｗに接続されている。モータシャフト６の他端部は、ベアリングホルダ９に形成された開口部９ａおよびバスバーモールド１４に形成された開口部１４ａを挿通して外部に引き出されている。磁極センサ３は、バスバーモールド１４の開口部１４ａ内で、モータシャフト６の他端部に取付けられている。磁極センサ３は、ＥＣＵに設けられた検出素子により、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の外周側面に配置されたＦ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍの磁極位置を検出できるようになっている。

図３は、図２に図示された回転子の斜視図であり、図４は図３に図示されたホルダの斜視図であり、図５は、図４に図示されたホルダの一部拡大図である。
回転子２０は、Ｆロータコア１２、Ｒロータコア１３、Ｆ磁石１２ｍ、Ｒ磁石１３ｍ、モータシャフト６およびホルダ１６を備えている。以下の説明において、軸方向はモータシャフト６の軸方向とする。
回転子２０は、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３を２段に積み重ねて構成された、２段の段スキュー構造を有している。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の中心には、モータシャフト６が圧入される貫通孔２２が設けられている。Ｆロータコア１２とＲロータコア１３とは、同一の構造を有しておりＦ・Ｒロータコア１２、１３は、平面視で正八角形形状の表裏面を有し、それぞれ、外周側面に八つの磁石載置面を有している。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の磁石載置面上には、それぞれ、Ｆ磁石１２ｍ、Ｒ磁石１３ｍが配置されている。Ｆ磁石１２ｍおよびＲ磁石１３ｍは永久磁石である。Ｆ磁石１２ｍおよびＲ磁石１３ｍは、かまぼこ状のＤ型として例示している。Ｆ磁石１２ｍ、１３ｍは、Ｄ型に限らず、Ｃ型または矩形形状のものを用いることができる。Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍにはコーティングが施されていても、施されていなくてもよい。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３には、それぞれ、八つの肉抜き部２１が形成されている。肉抜き部２１は、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の軸方向に平行に形成された貫通孔または凹部である。各肉抜き部２１は平面視で円形であり、その中心は、モータシャフト６の中心軸と各磁石載置面の中心とを結ぶ直線上に位置している。

Ｆロータコア１２とＲロータコア１３とは、ホルダ１６の軸方向の一面３２（図４参照）および該一面３２に対向する他面３３（図４参照）に取付けられる。上述したように、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３とは同一の構造を有している。しかし、図３に図示されるようにホルダ１６に取付けられた状態では、Ｆ磁石１２ｍが載置されるＦロータコア１２の磁石載置面とＲ磁石１３ｍが載置されるＲロータコア１３の磁石載置面とは、周方向にスキュー角θに相当する位相差、すなわち、角度差を有している。スキュー角θとは、無負荷時の脈動トルクであるコギングトルクを低減するために、Ｆ磁石１２ｍとＲ磁石１３ｍとの境界に設ける周方向の角度である。一般的に知られているように、スキュー角θの機械角は下記の式により求められる。
スキュー角θ＝｛３６０°／（磁極数とティースのスロット数との最小公倍数）｝／２（永久磁石の段数）

上記実施形態では、磁極数は８であり、（永久磁石の段数）は１である。図示はしないがステータコア４すなわち固定子のティースのスロット数を１２とすると、（磁極数とティースのスロット数との最小公倍数）＝２４となる。
従って、スキュー角θ＝｛３６０°／２４｝／２＝７．５°である。
つまり、Ｆロータコア１２の磁石載置面とＲ磁石１３ｍが載置されるＲロータコア１３の磁石載置面の回転方向ずれを機械角で７．５°に設定している。但し、機械角で７．５°に特定されるものではなく、コギングトルクの２４次成分が打ち消せないようであれば、適切な位相に設定してもよい。
Ｆロータコア１２の磁石載置面に載置されるＦ磁石１２ｍとＲロータコア１３の磁石載置面に載置されるＲ磁石１３ｍとは、軸方向におけるＦロータコア１２とＲローコア１３との間に介装されたホルダ１６により保持される。

図４は、図３に図示されたホルダの斜視図である
ホルダ１６は、樹脂等の非磁性体材料により形成されており、ほぼ円盤形状を有する。ホルダ１６の中心には、モータシャフト６が挿入され、圧入される貫通孔３１が設けられている。ホルダ１６の一面３２には、Ｆロータコア１２を位置決めするための複数（実施形態では４つ）の凸部３３Ｆが設けられている。凸部３３Ｆは、Ｆロータコア１２の肉抜き部２１に嵌合する直径を有し、凸部３３Ｆの側面には、先細り状の傾斜が設けられている。複数の凸部３３Ｆは、同一の半径の円上に等間隔で配置されている。ホルダ１６の一面３２に対向する他面３３には、Ｒロータコア１３を位置決めするための複数の凸部３３Ｒが設けられている。複数の凸部３３Ｒは、図示の関係で１つのみ示されているが、一面３２側と同一の数だけ設けられている。凸部３３Ｒは、Ｒロータコア１３の貫通孔２２（図示せず）に嵌合する直径を有し、凸部３３Ｒの側面には、先細りとなる傾斜が設けられている。複数の凸部３３Ｒは、同一の半径の円上に等間隔で配置されている。ホルダ１６において、一面３２側に配置された各凸部３３Ｆと他面側に配置された各凸部３３Ｒとは、それぞれ、周方向にスキュー角θに相当する角度ずれた位置に設けられている。

ホルダ１６の外周側縁には、軸方向に延在して設けられた保持部３４Ｆおよび保持部３４Ｒが設けられている。保持部３４Ｆはホルダ１６の一面３２側に設けられ、保持部３４Ｒは他面３３側に設けられている。保持部３４Ｆおよび保持部３４Ｒは、それぞれ、Ｆ磁石１２ｍまたはＲ磁石１３ｍを位置決めし、かつ、保持するための部位である。

図５は、図４に図示されたホルダの保持部を拡大した斜視図である。
保持部３４Ｆと保持部３４Ｒとは同一の構造を有しており、以下では、保持部３４Ｆについて説明する。
保持部３４Ｆは、正面視でほぼＴ字形状に形成されており、外周面はホルダ１６の外周面と面一な円弧形状を有する。保持部３４Ｆの周方向の中央部には、軸芯側に延在される位置決め部３５が形成されている。保持部３４Ｆの外周面側は、位置決め部３５を中心にその両側に対称に張り出す押し爪部３６が形成されている。Ｆ磁石１２ｍは、図３に図示されるように、Ｆロータコア１２の外周側面に載置され、その周方向の一端部が保持部３４Ｆの押し爪部３６によりＦロータコア１２の外周側面に押し付けられる。この状態で、Ｆ磁石１２ｍの一端部の周方向の側端面は保持部３４Ｆの位置決め部３５に接している。Ｆ磁石１２ｍの周方向の他端部は、隣接する保持部３４Ｆの押し爪部３６によりＦロータコア１２の外周側面に押し付けられる。この状態で、Ｆ磁石１２ｍの他端部の周方向の側端面は該保持部３４Ｆの位置決め部３５に接している。
つまり、各Ｆ磁石は、隣接する保持部３４Ｆの各押し爪部３６により両端部がＦロータコア１２の外周側面に押し付けられて保持される。また、隣接するＦ磁石１２ｍは、保持部３４Ｆの位置決め部３５により位置決めされ、かつ、隣接するＦ磁石１２ｍと仕切られる。

上述したように、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３のそれぞれの各肉抜き部２１の中心は、モータシャフト６の中心軸とＦ・Ｒロータコア１２、１３の各磁石載置面の中心とを結ぶ直線上に位置している。つまり、Ｆロータコア１２の外周側面に保持される各Ｆ磁石１２ｍと、Ｒロータコア１３の外周側面に保持される各Ｒ磁石１３ｍとは、スキュー角θに相当する位相差を有する。
なお、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３それぞれの各肉抜き部２１の中心とＦ・Ｒロータコア１２、１３の磁石載置面とが、モータシャフト６の中心軸とＦ・Ｒロータコア１２、１３の磁石載置面の中心とを結ぶ直線上に位置するものでなくともよい。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３それぞれの各肉抜き部２１の中心とＦ・Ｒロータコア１２、１３の各磁石載置面とは、所定の角度差を有するように設定されていればよい。

図６は、ロータコアとホルダとにモータシャフトを圧入した状態の斜視図であり、図７は、図６において、前方側のロータコアを取り除いた図である。
Ｆ・Ｒロータコア１２、１３にＦ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍを組付ける方法を示す。
ホルダ１６の一面３２（図４参照）側にＦロータコア１２を取り付ける。この取り付けは、ホルダ１６の一面３２に設けられた各凸部３３ＦにＦロータコア１２の各肉抜き部２１を嵌合することにより行う。ホルダ１６の一面３２に対向する他面３３側にＲロータコア１３を取り付ける。この取り付けは、ホルダ１６の他面３３に設けられた各凸部３３ＲにＲロータコア１３の各肉抜き部２１を嵌合することにより行う。この状態で、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の貫通孔２２（図３参照）およびホルダ１６の貫通孔３１にモータシャフト６を圧入する。この状態が図６に図示されている。
Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の貫通孔２２およびホルダ１６の貫通孔３１にモータシャフト６を圧入する構造とする場合、モータシャフト６またはＦ・Ｒロータコアのいずれか一方に、およびモータシャフト６またはホルダ１６の貫通孔３１のいずれか一方に、ローレット、ナーリング加工を施しておくとよい。

なお、図３および図４に図示されるように、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３に形成された肉抜き部２１の数と、ホルダ１６に形成された凸部３３Ｆ、３３Ｒのそれぞれの数は、異なっている。図示の例では、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３に形成された肉抜き部２１の数は、ホルダ１６に形成された凸部３３Ｆ、３３Ｒそれぞれの数の半分となっている。Ｆ・Ｒロータコア１２、１３には、通常、軽量化のために肉抜き部２１が形成されている。本実施形態では、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３に、通常、形成される軽量化のための肉抜き部２１をホルダ１６の凸部３３Ｆ、３３Ｒに嵌合される嵌合部位として利用した例を示している。この場合、ホルダ１６の凸部３３Ｆ、３３Ｒの数は、肉抜き部２１の数ほど必要で無いので、本実施形態では、肉抜き部２１の数よりも少なくしたものである。しかし、ホルダ１６の凸部３３Ｆ、３３Ｒの数を、肉抜き部２１の数と同数にしてもよい。

Ｆ磁石１２ｍを、Ｆロータコア１２の外周側面の磁石載置面上を軸方向に移動させて、周方向の両端部を隣接する一対の保持部３４Ｆ間に嵌入する。このとき、各Ｆ磁石１２ｍは、周方向の両端部が、各保持部３４Ｆの位置決め部３５間に嵌入され、位置決め部３５により位置決めされる。また、このとき、各Ｆ磁石１２ｍは、位置決め部３５により隣接するＦ磁石１２ｍと仕切られると共に、各保持部３４Ｆの押し爪部３６によりＦロータコア１２の外周側面の磁石載置面に押し付けられて保持される。同様な方法で、Ｒ磁石１３ｍを、各保持部３４の位置決め部３５間に嵌入し、位置決め部３５により位置決めをする。同時に、各Ｒ磁石１３ｍと隣接するＲ磁石１３ｍとを位置決め部３５により仕切ると共に、各Ｒ磁石１３ｍを各保持部３４Ｒの押し爪部３６によりＲロータコア１３の外周側面の磁石載置面に保持させる。Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍは、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の磁石載置面に接着剤により接着するようにしてもよい。このようにして、図３に図示される回転子２０が得られる。

図８は、図７に図示された回転子に磁石カバーおよびサイドカバーを取り付けた斜視図である。
回転子２０のＦロータコア１２の一面３２（図４参照）には、サイドカバー１１が配置される。サイドカバー１１は、中心軸に設けられた貫通孔をモータシャフト６に挿通して、Ｆロータコア１２に密着される。回転子２０のＦ・Ｒロータコア１２、１３、Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍ、ホルダ１６およびサイドカバー１１は磁石カバー１５により覆われる。磁石カバー１５は、底部にモータシャフト６を挿通する嵌合孔（図示せず）が設けられた籠状の部材である。磁石カバー１５は、非磁性材料により形成されることが好ましく、例えば、ステンレス等により形成される。磁石カバー１５をステンレスにより形成する場合は、ステンレス板を深絞りにより形成する。

磁石カバー１５を取り付けるには、磁石カバー１５の底部と反対側の開口部４１をＲロータコア１３側に向け、底部に設けた不図示の嵌合孔をモータシャフト６に嵌入した状態で、磁石カバー１５を軸方向に移動する。磁石カバー１５は、軸方向の長さ、すなわち深さがＦ・Ｒロータコア１２、１３およびホルダ１６を積層した軸方向の長さより大きく形成されており、磁石カバー１５によりサイドカバー１１および回転子２０全体を収容する。磁石カバー１５の開口部４１側の周縁部４２には、軸方向と平行な方向に延在する複数の切欠き４４が形成されており、磁石カバー１５の周縁部４２の各切欠き４４間の部位を、内側に屈曲してサイドカバー１１に加締める。なお、図８では、磁石カバー１５の周縁部４２を屈曲する前、すなわち加締め前の状態を図示している。
これにより、回転子２０およびサイドカバー１１が磁石カバー１５内に収容された回転子２０Ａが得られる。

上記第１の実施形態によれば下記の効果を奏する。
（１）Ｆ・Ｒロータコア１２、１３のそれぞれには、磁石１２ｍ、１３ｍに対して所定の角度差に設定された肉抜き部２１が設けられ、ホルダ１６には、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３それぞれの肉抜き部２１に嵌合する凸部３３Ｆ、３３Ｒが設けられている。ホルダ１６の凸部３３Ｆと凸部３３Ｒとは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている。このため、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３を、それぞれの肉抜き部２１をホルダ１６の凸部３３Ｆまたは凸部３３Ｒに嵌合すると、コギングトルクが低減される段スキュー構造の回転子２０を得ることができ、組付けの効率化を図ることができる。

（２）ホルダ１６を、軸方向におけるＦロータコア１２とＲロータコア１３の間に介装し、ホルダ１６の表裏両面に、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の肉抜き部２１に嵌合する凸部３３Ｆ、３３Ｒを設けた。このため、Ｆロータコア１２およびＲロータコア１３のそれぞれにホルダ１６を取り付ける構造に比し、ホルダ１６の員数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。

（３）ホルダ１６を非磁性体材料により形成した。このため、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の外周側面の磁石載置部上に配置されるＦ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍの軸方向漏れ磁束を低減することができる。これにより、スキュー角θが軸方向磁束により大きくなることを防止することが可能となる。その結果、スキュー角θによる磁束低下率を低減することができる。

（４）Ｆ・Ｒロータコア１２、１３のＦ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍは、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の外周側面に配置されており、ホルダ１６は、さらに、Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍを保持する保持部３４Ｆ、３４Ｒを有する。このため、表面磁石型モータにおいて、Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍを組付ける組付け工程の能率化を図ることができる。

（５）ホルダ１６の保持部３４Ｆ、３３Ｒは、円周方向に隣接して配置された磁石１２ｍ、１３ｍの位置を規定する位置決め部３５と、磁石１２ｍ、１３ｍの端部をＦ・Ｒロータコア１２、１３の外周側面に押し付ける押し爪部３６とを有する。このため、Ｆ・Ｒ磁石１２ｍ、１３ｍを、正確な位置にかつ能率的に保持部３４Ｆ、３３Ｒにより保持することができる。

−第２の実施形態−
図９は、本発明の回転子の第２の実施形態を示す斜視図であり、図１０は、図９に図示された回転子に磁石カバーを取り付けた斜視図である。
第２の実施形態は、ホルダに磁石カバー１５を固定するための加締め用の溝を設けた構造を有する。
図９に図示されるように、ホルダ１６の軸方向の幅のほぼ中央部には、加締め用の溝１８が設けられている。溝１８は、ホルダ１６の周側面に沿って環状に形成されている。

図１０に図示されるように、第２の実施形態の回転子２０Ａは、一対の磁石カバー１５Ｆ、１５Ｒを備えている。磁石カバー１５は、円筒形状を有する。磁石カバー１５Ｆの一側縁部は、Ｆロータコア１２の前面側に加締められる。磁石カバー１５Ｆの他側縁部は、ホルダ１６の環状の溝１８に加締められる。磁石カバー１５Ｒは、Ｒロータコア１３を収容する籠状の部材である。磁石カバー１５ＲのＦロータコア１２とＲロータコア１３との境界側の側縁部は、ホルダ１６の溝１８に加締められ、固定される。
この構造では、Ｆロータコア１２とＲロータコア１３との境界部に対応する位置において、磁石カバー１５Ｆ、１５Ｒがホルダ１６の加締め用の溝１８に固定される。鋼板を積層して構成されるＦロータコア１２とＲロータコア１３とは、厚さ、すなわち軸方向の長さは、公差内の範囲でばらつく。磁石カバー１５Ｆ、１５Ｒも、軸方向の長さは公差内の範囲でばらつく。このため、第１の実施形態のように、磁石カバー１５が１つの部材であると、磁石カバー１５によりＦ・Ｒロータコア１２、１３を収容できず、磁石１２ｍ、１３ｍの一部が磁石カバー１５の外部に覗く可能性がある。

第１の実施形態の回転子２０Ａは、磁石１２ｍ、１３ｍの一部が磁石カバー１５の外部に覗いた場合、外力によって割れが生じるのを防止するために、サイドカバー１１が設けられている。しかし、第２の実施形態の回転子２０Ａでは、磁石カバー１５Ｆ、１５Ｒの軸方向における長さが短くなるため公差が小さくなり、磁石１２ｍ、１３ｍの一部が磁石カバー１５Ｆの外部に覗く可能性が低減する。また、仮に、磁石１２ｍ、１３ｍが割れた場合でも、破片を磁石カバー１５Ｆ内に留めることができる。このため、磁石１２ｍ、１３ｍの破片により、モータ１００がロックされるような不具合を抑制することができる。

第２の実施形態の他の構造は、第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
第２の実施形態においても、第１の実施形態の効果（１）〜（５）を奏する。
加えて、第２の実施形態では、上述したように、サイドカバー１１を省略することが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、磁石１２ｍ、１３ｍの破損に起因するモータ１００の不具合を抑制することができる。但し、第２の実施形態において、磁石カバー１５内にサイドカバー１１を収容する構造としてもよい。第２の実施形態は、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の軸方向の長さが大きいモータ１００に適用すると、特に、大きな効果が得られる。

−第３の実施形態−
図１１は、本発明の回転子の第３の実施形態を示す斜視図である。
第３の実施形態では、回転子２０は、Ｆ・Ｒロータコア１２（二点鎖線で示されている）、１３には凸部３７が設けられ、ホルダ１６には、凸部３７に嵌合する肉抜き部３８が設けられた構造を有する。肉抜き部３８は、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の軸方向と平行方向に延在する貫通孔または凹部である。
つまり、第３の実施形態の回転子２０は、第１の実施形態とは、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３およびホルダ１６に設けられる凸部と肉抜き部とを逆にした構造を有する。この構造の場合でも、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の凸部３７がホルダ１６の肉抜き部３８に嵌合された状態で、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３とホルダ１６とが組付けられる。

なお、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３の凸部３７は、例えば、鉄心となる積層磁性鋼板等を鍛造により形成することができる。
第３の実施形態における他の構造は第１の実施形態と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
第３の実施形態においても、第１の実施形態の効果（１）〜（５）を奏する。
なお、第３の実施形態において、第２の実施形態のように、ホルダ１６に加締め用の溝１８を設けて、磁石ホルダ１５Ｆ、１５Ｒの各一側縁を加締め用の溝１８で加締めるようにしてもよい。

−第４の実施形態−
図１２は、本発明の回転子の第４の実施形態を示し、図１２（Ａ）はロータコアの模式的正面図、図１２（Ｂ）は回転子の斜視図である。
第４の実施形態は、本発明を埋込磁石型モータに適用した場合の構造の一例を示す。
図１２（Ａ）に図示されるように、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３には、それぞれ、複数の磁石１９が埋め込まれている。
図１２（Ｂ）に図示されるように、回転子２０Ｂは、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３ホルダ１１６およびモータシャフト６を備えている。Ｆ・Ｒロータコア１１２（点線で示されている）、１１３には、それぞれ、ホルダ１１６に対向する面に、複数の凸部１３７Ｆ（点線で示されている）、１３７Ｒが設けられている。
ホルダ１１６は円盤状の部材であるが、第１の実施形態のホルダ１６と異なり保持部３４Ｆ、３４Ｒを有していない。ホルダ１１６のＦロータコア１１２に対向する一面１１６ａには、Ｆロータコア１１２の各凸部１３７Ｆが嵌合する複数の肉抜き部１３８Ｆが設けられている。また、ホルダ１１６のＲロータコア１１３に対向する一面１１６ｂには、Ｒロータコア１１３の各凸部１３７Ｒが嵌合する複数の肉抜き部１３８Ｒ（点線で示されている）が設けられている。肉抜き部１３８Ｆ、１３８Ｒは、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３に、軸方向に延在する貫通孔または凹部である。

ホルダ１１６の一面１１６ａに設けられた各肉抜き部１３８Ｆとホルダ１１６の一面１１６ｂの一面１１６ｂに設けられた各肉抜き部１３８Ｒとは、周方向にスキュー角θに相当する位相差、すなわち角度のずれがある。つまり、Ｆロータコア１１２に埋め込まれた磁石１９と、Ｒロータコア１１３に埋め込まれた磁石１９とは、周方向にスキュー角θに相当する角度ずれた位置に配置される。
第４の実施形態の埋込磁石型モータにおける回転子２０Ｂ以外の構造は、第１の実施形態と同様である。

第４の実施形態では、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３のそれぞれには、磁石１９に対して所定の角度差に設定された凸部１３７Ｆまたは１３７Ｒが設けられている。また、ホルダ１１６には、Ｆロータコア１１２の凸部１３７Ｆに嵌合する肉抜き部１３８ＦおよびＲロータコア１１３の凸部１３７Ｒに嵌合する肉抜き部１３８Ｒが設けられている。ホルダ１１６の肉抜き部１３８Ｆと肉抜き部１３８Ｒとは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている。このため、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３を、それぞれの凸部１３７Ｆまたは１３７Ｒをホルダ１１６の肉抜き部１３８Ｆまたは１３８Ｒに嵌合すると、コギングトルクが低減される段スキュー構造の回転子２０Ｂを得ることができ、組付けの効率化を図ることができる。
従って、第４の実施形態においても、第１の実施形態の効果（１）〜（３）を奏する。また、第４の実施形態では、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３に磁石１９を埋め込む埋込型構造であるので、ホルダ１１６に磁石１９を保持する保持部を設ける必要が無く、第１〜第３の実施形態に比し、ホルダ１１６の構造が簡素となり、低コスト化を図ることができる。

−第５の実施形態−
図１３は、本発明の回転子の第５の実施形態を示す斜視図である。
第５の実施形態では、回転子２０Ｃは、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３のそれぞれとホルダ１４６とを、各部材の外周側面で係合する構造を有する。回転子２０Ｃは、第４の実施形態と同様、埋込磁石型であり、図示は省略するが、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３には、それぞれ、図１２（Ａ）に示すように磁石１９が埋め込まれている。
図１３に図示されるように、回転子２０Ｃは、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３、ホルダ１４６およびモータシャフト６を備えている。なお、図１３において、Ｆロータコア１４２は点線で図示されている。
ホルダ１４６は、外周側面に、Ｆロータコア１４２側に突出する複数の係合凸部１４８Ｆ、およびＲロータコア１４３側に突出する複数の係合凸部１４８Ｒを有する。ホルダ１４６の係合凸部１４８Ｆと係合凸部１４８Ｒとは、円周方向にスキュー角θに相当する位相差、すなわち角度のずれがある。

Ｆロータコア１４２の外周側面には、ホルダ１４６の各係合凸部１４８Ｆが係合する複数の係合凹部１４４Ｆ（点線で示されている）が設けられている。Ｒロータコア１４３の外周側面には、ホルダ１４６の各係合凸部１４８Ｒが係合する複数の係合凹部１４４Ｒが設けられている。

Ｆロータコア１４２は、係合凹部１４４Ｆをホルダ１４６の係合凸部１４８Ｆに係合してホルダ１４６に組付けられ、Ｒロータコア１４３は、係合凹部１４４Ｒをホルダ１４６の係合凸部１４８Ｒに係合してホルダ１４６に組付けられる。従って、ホルダ１４６にＦロータコア１４２とＲロータコア１４３とが組付けられた状態では、Ｆロータコア１４２に埋め込まれた磁石とＲロータコア１４３に埋め込まれた磁石とは、周方向にスキュー角θに相当する位相差、すなわち角度のずれがある。
第５の実施形態において、回転子２０Ｃ以外の構造を、第１の実施形態と同様とした埋込磁石型モータとすることができる。
従って、第５の実施形態では、第４の実施形態と同様、第１の実施形態の効果（１）〜（３）を奏する。
また、第５の実施形態は、第４の実施形態と同様、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３に磁石を埋め込む埋込型構造であるので、ホルダ１４６に磁石を保持する保持部を設ける必要が無く、ホルダ１１６の構造が簡素となり、低コスト化を図ることができる。

なお、第５の実施形態において、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３の係合凹部１４４Ｆ、１４４Ｒおよびホルダ１４６の係合凸部１４８Ｆ、１４８Ｒを複数個、設けた構造として例示した。しかし、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３に設ける係合凹部１４４Ｆ、１４４Ｒおよびホルダ１４６の係合凸部１４８Ｆ、１４８Ｒを、それぞれ、１個としてもよい。
また、第５の実施形態において、ホルダ１４６に係合凹部を設け、Ｆ・Ｒロータコア１４２、１４３のそれぞれに、ホルダ１４６の係合凹部に係合する係合凸部を設けるようにしてもよい。
つまり、一対のロータコア１２、１３のそれぞれに、ホルダ係合部が設けられ、ホルダ１６に、一対のロータコア１２、１３の一方のロータコアのホルダ係合部に係合する第１のコア係合部と、一対のロータコア１２、１３の他方のロータコアのホルダ係合部に係合する第２のコア係合部とが設けられ、ホルダ１６の第１のコア係合部と第２のコア係合部とは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている構成とすればよい。

第１、第２の実施形態では、ホルダ１６に凸部３３Ｆ、３３Ｒを設け、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３に肉抜き部２１を設けた構造として、第３の実施形態では、ホルダ１６に肉抜き部３８を設け、Ｆ・Ｒロータコア１２、１３に凸部３７を設けた構造として例示した。また、第４の実施形態では、ホルダ１１６に肉抜き部１３８Ｆを設け、Ｆ・Ｒロータコア１１２、１１３に肉抜き部１３８Ｆ、１３８Ｒを設けた構造として例示した。つまり、上記各実施形態の段スキュー構造は、ホルダ１６、１１６とＦ・Ｒロータコア１２、１３、１１２、１１３との一方に凸部を、他方に肉抜き部を設けて構成する構造として例示した。しかし、段スキュー構造は、ホルダ１６、１１６およびＦ・Ｒロータコア１２、１３、１１２、１１３の両方に、相互に噛合する櫛歯形状の部位を設けて係合させるようにしたり、第５の実施形態のように、一方に係合凸部を、他方に係合凹部を設けて両者を係合するようにしたりしてもよい。本明細書において、「係合」は、「嵌合」を含む用語として解釈されるものとする。

上記各実施形態では、回転子２０、２０Ａ〜２０Ｃを２段の段スキュー構造として例示した。しかし、本発明は、回転子２０、２０Ａ〜２０Ｃが、３段以上の段スキュー構造に適用することもできる。３段以上の段スキュー構造の場合には、軸方向の隣接するロータコア間にホルダ１６、１１６、１４６を介装すればよい。

上記では、ＥＰＳモータを例として説明した。しかし、本発明は、段スキュー構造を有する他のブラシレスモータに適用することができる。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。上記各実施形態を組み合わせたり、適宜、変形したりしてもよく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

６ モータシャフト
１２ Ｆロータコア
１２ｍ Ｆ磁石
１３ Ｒロータコア
１３ｍ Ｒ磁石
１５、１５Ｆ、１５Ｒ 磁石カバー
１６ ホルダ
１８ 溝
１９ 磁石
２０、２０Ａ〜２０Ｃ 回転子
２１ 肉抜き部
２２ 貫通孔
３１ 貫通孔
３３Ｆ、３３Ｒ 凸部
３４Ｆ、３４Ｒ 保持部
３５ 位置決め部
３６ 押し爪部
３７ 凸部
３８ 肉抜き部
１００ モータ
１１２ Ｆロータコア
１１３ Ｒロータコア
１１６ ホルダ
１３７Ｆ、１３７Ｒ 凸部
１３８Ｆ、１３８Ｒ 肉抜き部
１４２ Ｆロータコア
１４３ Ｒロータコア
１４４Ｆ、１４４Ｒ 係合凹部
１４６ ホルダ
１４８Ｆ、１４８Ｒ 係合凸部

Claims (7)

1. モータシャフトが挿通される貫通孔および等間隔で配置された複数の磁石を有する少なくとも一対のロータコアと、
   モータシャフトが挿通される貫通孔を有し、前記一対のロータコアの間に配置されたホルダとを備え、
   前記一対のロータコアのそれぞれには、ホルダ係合部が設けられ、
   前記ホルダには、前記一対のロータコアの一方の前記ロータコアの前記ホルダ係合部に係合する第１のコア係合部と、前記一対のロータコアの他方の前記ロータコアの前記ホルダ係合部に係合する第２のコア係合部とが設けられ、
   前記ホルダの前記第１のコア係合部と前記第２のコア係合部とは、円周方向にコギングトルクを低減する所定の角度ずれた位置に設けられている、回転子。
2. 請求項１に記載の回転子において、
   前記ホルダは、非磁性体材料により形成されている、回転子。
3. 請求項１に記載の回転子において、
   前記各ロータコアの前記複数の磁石は前記ロータコアの外周側面に配置されており、
   前記ホルダは、さらに、前記複数の磁石を保持する複数の保持部を有する、回転子。
4. 請求項３に記載の回転子において、
   前記ホルダの前記各保持部は、円周方向に隣接して配置された前記磁石の位置を規定する位置決め部と、前記磁石の端部を前記ロータコアの前記外周側面に押し付ける押し爪部とを有する、回転子。
5. 請求項１に記載の回転子において、
   さらに、前記一対のロータコアおよび前記ホルダを覆う円筒形の磁石カバーを備え、
   前記ホルダの外周側面における軸方向の中間部に環状の溝が設けられ、
   前記磁石カバーは、軸方向の一側部が前記ホルダの前記溝に固定されている、回転子。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転子において、
   前記第１または第２のコア係合部と前記ホルダ係合部との一方は凸部であり、他方は前記凸部が嵌合される凹部または貫通孔である、回転子。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転子を備えるブラシレスモータ。
   
   

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